混合维度组装的共价有机框架复合膜及制备和应用的制作方法

文档序号:23890136发布日期:2021-02-09 09:29阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种混合维度组装的共价有机框架复合膜,其特征在于,该复合膜由共价有机框架与纤维素纳米纤维按质量比5.95~41.67:1,通过预组装和真空辅助自组装两步法制成,具有混合维度结构;复合膜厚度为0.2~2.0μm,层间当量孔尺寸为0.45~1.0nm;其中,共价有机框架由1,3,5-三甲酰基均苯三酚和三氨基胍盐酸盐按物质的量之比1:1经席夫碱反应制得,具有二维片层结构;纤维素纳米纤维羧酸含量1.2mmol g-1
,长度为500nm,直径为2nm。2.一种如权利要求1所述的混合维度组装的共价有机框架复合膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1)共价有机框架的制备:1,3,5-三甲酰基均苯三酚和三氨基胍盐酸盐按物质的量之比为1:1加入反应器,并在反应器中按体积比1:0.3加入1,4-二氧六环和水;其中,1,3,5-三甲酰基均苯三酚在溶液中浓度为16.15mg ml-1
;反应器中溶液经超声处理20min后,对反应器进行冷冻-抽真空循环三次并密封;将反应器加热到120℃,反应72h,得到棕色沉淀;将沉淀物依次用n,n-二甲基乙酰胺、去离子水、丙酮离心洗涤后,在90℃下真空干燥24h,得到共价有机框架;步骤2)混合维度共价有机框架/纤维素纳米纤维复合材料的预组装:将步骤1)制得的共价有机框架溶于一定量的去离子水中得到浓度为0.5mg ml-1
的分散液;按共价有机框架与纤维素纳米纤维质量比5.95~41.67:1向溶液中加入纤维素纳米纤维,纤维素纳米纤维羧酸含量1.2mmol g-1
,长度为500nm,直径为2nm;混合后的溶液在60℃下剧烈搅拌12h,产物以10000r min-1
的转速离心15min,经去离子水透析5d,得到混合维度共价有机框架/纤维素纳米纤维复合材料;步骤3)混合维度组装的共价有机框架复合膜的制备:将步骤2)得到的混合维度共价有机框架/纤维素纳米纤维复合材料配制成浓度为0.005mg ml-1
的水溶液;通过真空辅助自组装法,将体积为5~500ml的混合维度共价有机框架/纤维素纳米纤维复合材料水溶液抽滤至聚丙烯腈多孔膜表面,在40℃下干燥24h,得到混合维度组装的共价有机框架复合膜。3.一种按权利要求1所述的混合维度组装的共价有机框架复合膜或按权利要求2所述的制备方法制得的混合维度组装的共价有机框架复合膜,其特征在于,该混合维度组装的共价有机框架复合膜具有混合维度结构,用于渗透蒸发正丁醇-水体系脱水,在操作温度为80℃、原料浓度为质量分数90%的正丁醇水溶液的条件下,渗透通量为7.0~10.6kg m-2
h-1
,分离因子为873~3876。
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